BIM技術在復雜土木工程施工中的應用探討

范銀龍　王輝

摘? 要：近些年隨著科技水平的不斷提高，新工藝、新材料以及新技術也給廣泛應用到各行各業中，并且發揮了積極的作用。在土木工程發展中也是如此，在這種高速發展趨勢的推動下，我國的土木工程行業也正向著規模化以及功能化的方向發展，并且復雜程度也是越來越高。一方面在應用現代化工業設計思想后，土木工程結構設計著重強調了設計的功能性。另一方面，在建筑施工中，要求其嚴格按照質量管理體系和標準的要求來開展各項專項管理。特別是在施工信息化管理向數據化管理進行過渡以后，智能化管理已經成為現代復雜土木工程項目施工管理的必然選擇，而 BIM 技術在土木工程管理中的應用更是提高了管理的效率和質量。因此在本文中我們主要對 BIM 技術在復雜土木工程施工中的應用進行了詳細的分析與探討，以供參考。

關鍵詞：BIM?技術;復雜土木工程施工;應用

1 BIM技術概述

1.1概念

BIM 技術意為建筑信息模型技術，是在建筑學、工程學和土木工程領域廣泛使用的工具，BIM 技術屬于一個全新模擬技術類型，由?Autodesk?公司在?2002?年開發出來，經過了十幾年的發展，已經形成了一種比較系統的理論和實踐方法，并在此基礎上發展出了一套成熟的模式。近些年來，BIM 技術更是在我國社會各個領域得到了極其廣泛的應用，并取得了很好的應用效果，全面提高了社會各行業的運行效率，為我國社會經濟的發展作出了巨大貢獻。把BIM 技術應用于建筑施工能起到很好的應用效果，并提升此項工作的質量，通過 BIM 技術的應用，可以有效地實現工程中數據信息的共享和傳遞，保證項目負責人能夠及時了解工程中各方面的施工情況，并在發現問題時及時采取措施加以改進和調整，同時也實現了對建筑施工的實際模擬，使相關人員能夠預知整個裝飾裝修工程的效果，從而全面提高整個工程的質量。

1.2?特征

從BIM的特征來看，其不僅具有集成化的特點，同時還有共享化以及系統化的優勢，BIM的三大特征使得其應用價值主要體現在綠色建造、行業管理以及產業升級以及智慧建設幾大方面。例如在土木工程管理中，通過對結構設計、施工方案進行數據化的集成處理，就能夠幫助相關管理部門建立關于?BIM?模型的數據共享平臺，然后在網絡通訊技術下，實現協同合作方式下的系統化管理。通過系統化的管理不僅能夠充分提高管理效率，而且還能夠節約施工成本，對質量控制指標進行細化，確保施工進度，減少施工中的環境污染問題。從宏觀角度來看，BIM?技術不管是在土木工程規模方面還是在產業鏈其他環節的管理方面都具有非常顯著的優勢。

1.3?應用標準

在實際使用過程中，BIM 技術具有非常嚴格的質量標準體系限定。當前不管是在3D Revit軟件、4D Navisworks軟件，還是project軟件的實際操作來看，大多都是以IFC作為標準。通過使用該標準，不僅能夠對實際應用過程中眾多軟件之間的不兼容和格式差異進行有效的解決，而且還能對數據管理標準不統一的情況進行解決。所以在該標準的使用過程中，并不需要每個系統都要使用這一標準，而是將這一標準作為信息互換環節或者流通環節的標準就可以。比如，不同的A軟件和B軟件具有兩個標準格式，但是在信息的流動過程中兩個軟件都使用了IFC標準格式，并且將信息轉化為實際的建筑模型。也就是說，在數據形式下，對數據標準標準進標準化能夠由此將各個軟件的功能進行有效的結合，從而充分保證了BIM技術在建模、參數分析以及可視化管理等諸多方面功能的充分發揮。[1]

2 BIM 技術在土木工程中的具體應用

2.1?施工碰撞檢查應用

在建筑工程施工中，極易因為各種原因，造成產品功能使用沖突、空間構造矛盾等，如構件間碰撞、管道沖突、重疊工作面等。針對這一現象，工程設計師可在建筑正式施工前期，通過Revit軟件建設出三維空間，以便于開展碰撞檢查工作，以此避免建筑工程發生遺漏、碰撞等問題。其次，設計師還可在安裝布線、管道等工作環節前期，利用BIM技術進行碰撞檢查，以便于在出現問題時，能夠及時調整三維模型，對碰撞問題進行及時的修改與深化。例如，在某項目中，地上總建筑面積達到了111840㎡，并由六棟30-33層的高層住宅樓組成。該項目中涉及到了大量的管道、布線工作，設計師在施工前期，便利用BIM技術對管道、布線采取了碰撞檢查，并以檢查結果為基礎，與技術人員進行了密切的溝通，及時調整了出現碰撞問題的管道、布線鋪設方案。

2.2?施工圖紙設計優化

在土木工程施工過程中，圖紙的作用是至關重要的，因此施工單位必須要依據工程的實際情況做好相應的設計，因為土木工程項目本身具有很大的復雜性和特殊性，所以必須要依據工程的實際情況做好各種準備工作以及對施工環境進行相應的改善。 而當前的2D技術圖紙設計方案已經無法滿足現代復雜土木工程建設的需要。但是 BIM 技術的應用則能夠為設計人員帶來更好的視覺感受，通過對相關數據進行全方面的分析，并且通過使用3D模型進行科學的構建，能夠幫助設計人員更好的看到工程中的一些細節以及一些潛在的影響因素，從而更好的完成對設計圖紙的構建，從根本上保證設計圖紙的科學性和合理性。

2.3?在工程進度管理中的應用

2.3.1?施工管理的應用

在土木工程管理過程中，管理部門要在BIM模擬技術的基礎之上來對施工進度管理制度進行完善和標準化，通過加大管理力度來對施工人員的職責和進度控制進行有效的明確。在管理過程中一旦發現施工項目存在不足或者工作狀態市場，就要及時予以更換，并且依據工程的實際情況來進行科學的處理，從而保證施工的進度。此外還要對施工設備加大配置的力度，盡可能的采用先進的施工設備和施工方法來更加有效的提高施工效率。在施工之前，施工單位可以通過4D 模擬技術來制作模擬動畫，通過可視化的設備來對項目進行虛擬性的描述，并在此基礎之上制定科學的全方位的進度計劃，做好施工前的各項準備工作，為土木工程的順利施工奠定良好的基礎[2]。

2.3.2?施工進度信息收集的應用

通過BIM技術在幫助施工企業對施工進度信息進行收集方面有著至關重要的意義。施工進度信息不僅包括工期的影響因素，完成程度，而且還包括已經消耗的各種資源和工程驗收單、變更情況等，通過借助圖像拍攝現場的施工圖片，在借助3D掃描技術得到與工程實際情況相符合的建筑模型，然后再通過智能移動終端來完成對施工全過程的監督，相關信息資源的存儲和上傳，更好的保證施工進度。

2.4 BIM?在施工階段中的應用

BIM 技術在土木工程施工階段的主要表現為：首先就是通過運用BIM技術來對建筑的總體信息和其完整性進行有效的分析，從而實現對建筑各個部分間的協調;其次就是能夠實現施工階段和控制終端之間的信息交流，從而確保各個施工工序間的合理性，同時找出其中存在的問題和不合理的地方，從而對其進行優化升級。其三就是要確保建筑設計每個環節之間能夠進行科學的協作。其四就是在實際的管理過程中，在技術完成以后才能讓建筑材料進入到施工場地，而且要嚴格依據參數來進行下單的制作，對重點控制對象進行有效的確定，例如在對鋼結構或者一些比較復雜的結構進行設計時，需要在合同簽訂之前通過BIM模型進行模擬設計。最后就是在構件應用中，通過BIM技術能夠對工程整體進行科學合理的規劃和切割，不僅能夠充分滿足建土木工程美觀性的要求，而且還能更好的滿足現場施工的具體要求。

2.5?在運維階段的應用實踐

在工程運維階段，首先每個單位都要通過 IFC 文件來開展交流工作，由此來實現數據的交流、集成和共享。而且還能實現對建筑工程生命周期中各種相關信息進行科學的收集和匯總，避免出現信息斷層的問題出現。在BIM技術的背景下，以往傳統的管理系統已經發生了顯著的改變，管理方也能夠通過?BIM?模型來獲得項目的主體信息，而不是像以往一樣需要與不同領域的責任人進行反復的交流和溝通。依托?BIM?技術能夠使項目的信息更加真實、多樣化，同時各項資源的分配也更加合理，管理人員可以實現從設計、施工、運營到拆除的全要素的擬合，更加科學的進行材料采購，資源分配以及施工進度安排等各個環節的設計和處理工作[3]。由此可見通過BIM技術不僅能夠實現4D/5D/nD的科學管理，更能有效的保證管理的精細化以及系統化。在對BIM技術進行實際利用運用過程中，還可以建立一體化的信息管理平臺，也就是通過BIM技術來對項目的安全系數、工程誤差、以及溫度、結構質量等要素進行科學的檢測和記錄，同時在養護過程中實現對建筑實際情況的實時監控，以便能夠對項目中存在的風險問題進行及時有效的處理，從根本上提高土木工程項目的使用年限。此外就是項目的建設方還要依據工程的實際情況建立具有針對性的監控審批流程體系，由此實現對建筑工程主要操作流程的自動化銜接和監督，在特殊情況下還可以引入VR技術，將其與BIM技術進行有效的嫁接，通過建筑模型和虛擬的有效結合，來對溫度控制、澆筑以及張力信息、材料等要求進行提前模擬操作，從而實現節約施工成本，提高管理效率和質量的目的。

3 結語

總之，作為城市化建設項目中的重要項目之一，土木工程施工質量直接影響著城市化建設的質量，但是在實際施工中，因為影響因素眾多，比如人為和自然因素，這些都會給施工企業帶來很大的經濟損失，而科學的管理則能夠有效的降低事故發生的概率，尤其是隨著BIM?技術的應用，能夠通過模型構建來對土木工程進行全方面的分析，并且制定可行性施工方案，對施工中可能會出現的問題進行綜合分析，提前采取有效的措施進行解決，不僅能夠保證施工進度，而且還能有效提高施工質量，或者更高的經濟效益，對我國土木工程建設事業的發展有著至關重要的意義。

參考文獻：

[1]BIM技術在復雜土木工程施工中優勢分析[J]. 范曉琴.??四川水泥.?2021（01）

[2]BIM技術在土木工程施工中的應用分析[J]. 肖凱峰.??四川水泥.?2021（02）

[3]BIM技術在土木工程施工中的有效應用[J]. 張月玥，齊悅.??工業建筑.?2021（01）